DD152392A5

DD152392A5 - Hydraulische turbine

Info

Publication number: DD152392A5
Application number: DD80223068A
Authority: DD
Inventors: Georges F Blety
Original assignee: Lesna Soc Civile
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1980-08-01
Publication date: 1981-11-25
Also published as: MX146973A; GR69892B; IL60732A0; US4563127A; EP0025371A1; FR2462577A1; ES493952A0; DE3063479D1; JPS635590B2; NO159408B; JPS5669466A; IL60732A; NO802319L; FR2462577B1; EP0025371B1; NO159408C; ES8105825A1; BR8004843A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Turbine mit vier Schaufeln vom Typ einer Axialturbine mit einem Leitapparat ohne Beschaufelung und mit Einspritzduesen und ist insbesondere zur Werkzeugaufnahme bei Unterwasserarbeiten bestimmt. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, die Funktionstuechtigkeit und eine zufriedenstellende Leistung der Turbine durch geeignete Ausbildung dieser, insbesondere deren Schaufeln und Einspritzduesen, zu gewaehrleisten. Die Turbine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln ein kreisbogenfoermiges Profil haben, die Teile des Statorleitrades, die die Duesen begrenzen, jeweils eine Endflaeche haben, die um genau 45 Grad zum entsprechenden Radius des Teiles eines Leitrades geneigt ist und fuer eine erste Duese einen Winkel von 135 Grad mit der Tangentialebene zur aeusseren Oberflaeche der entsprechenden Schaufel bildet, wenn diese sich in einer Stellung befindet, in der die angrenzende Schaufel an dem Punkt angelangt ist, wo sie mit der entsprechenden Duese zusammenwirkt. Das Verhaeltnis zwischen dem Aussenradius der Kreisboegen und dem Radius des Rotors betraegt 3 : 4.

Description

-Ί-

Berlin, den 12. 12. 1980 57 895/16

Hydraulische Turbine

Anwendimp;sgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Turbine mit vier Schaufeln vom Typ einer Axialturbine mit einem Leitapparat ohne Beschaufelung und mit Einspritzdüsen und ist insbesondere zur 7/erkzeugauf nähme bei Unterwasserarbeiten bestiromt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im französischen Patent 7 635 4-39, Veröffentlichungs-Nr. 237 0874, Anmeldedatum 16. 11. 1976, wird eine Turbine beschrieben, die sich mit Geschwindigkeiten von zum Beispiel etwa 3000 Umdrehungen pro Minute dreht und Werkzeuge, wie zam Beispiel Bürsten und andere, antreiben kann, die insbesondere für Unterwasserarbeiten bestimmt sind.

Diese Turbine kann durch eine Motorpumpe angetrieben werden, die Wasser mit einem Druck von einigen bar und einer Leistung von einem bis zu einigen Dutzend иг in der Stunde liefert. Mit dieser Turbine können tragbare Geräte hergestellt werden.

Nach besagtem Patent enthält die Turbine einen Leitapparat, der in Form eines Kanals ohne Beschaufelung vorliegt und der mit den Schaufeln eines Vier-Schaufel-Rotors über Einspritzdüsen· in Verbindung steht, die aus den Schlitzen zwischen den Abschnitten des kreisförmigen Kranzes des Stators be-

12. 12. 1980 57 895/16

stehen und deren Anzahl das Doppelte der Anzahl der Schaufeln beträgt, wobei das Wasser axial zur Mitte der Kotorkammer strömt.

Aufgrund früherer Arbeiten konnte die Anmelderin feststellen, daß eine solche Turbine nur dann richtig und mit zufriedenstellender Leistung arbeitet, wenn eine bestimmte Anzahl von Bedingungen hinsichtlich der Form und der Dimensionen beachtet wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Funktionstuchtigkeit und eine zufriedenstellende Leistung der Turbine zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Turbine, insbesondere die Schaufeln und die Einspritzdüsen, in geeigneter Weise auszubilden.

Die Aufgabe wird bei einer hyd3?aulischen Turbine mit einem Verteiler in Form eines Kanals ohne Schaufeln, der mit den beweglichen Schaufeln eines Läufers mit vier Schaufeln durch Düsen in Verbindung steht, die durch Spalte gebildet werden, die zwischen den Teilen eines kreisförmigen Leitrades in doppelter Anzahl bezüglich der Schaufeln liegen, wobei das V/asser axial zur Mitte der Rotorkammer entweicht, erfindungGgemäß dadurch gelöst, daß die Schaufeln ein kreisbogenfdrmiges Profil haben, die Teile des Statorleitrades, die die Düsen begrenzen, jeweils зіпе.Endfläche haben, die um

12. 12. 1980 57 895/16

genau 45 zum·entsprechenden Radius des Teiles des betrachteten Leitrades geneigt ist und für eine erste Düse einen Winkel von 135° mit der Tangentialebene zur äußeren Oberfläche der entsprechenden Schaufel bildet, wenn diese sich in einer Stellung befindet, in der die angrenzende •Schaufel an dem Punkt angelangt ist, wo sie mit der entsprechenden Düse zusammenwirkt.

Die Turbine wirkt in der genannten Schaufelstellung mit einer zweiten Düse zusammen, deren Stidflächenebene mit der Tangentialebene einen Winkel von genau 120° zur äußeren Oberfläche der genannten Schaufel bildet. Das Neigungsgefälle zwischen swei aufeinanderfolgenden Strahlen, die auf die gleiche Schaufel wirken, beträgt unverändert genau 15°.

Das Verhältnis zwischen dem Außenradius der Kreisbögen und dem Radius des Rotors beträgt genau 3 '· 4. Die Mittelpunkte der Kreisbögen liegen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt der Rotormittelpunkt ist und dessen Itadius das O,33fache des Innenradius des Statorleitrades beträgt.

Der Rotor weist zwei Scheiben mit einem etwas kleineren Durchmesser als der der zentralen Statorkammer auf. Zwischen den Scheiben sind vier Schaufeln befestigt, die so angeordnet sind, daß sie vier offene Wasserarbeitskammern jeweils mit einem Ende angrenzend an eine axiale Ausströmöffnung bilden, wobei in dieser Stellung der Schaufel die Entfernung des Endes der angrenzenden Ausströmöffnung zum Durchmesser des senkrechten Rotors, zu dem es durch die Mitte der ersten Düse führt, etwa 12 mm bei einem Innenradius des Statorleitrades von 59,5 ина beträgt. Die Turbine weist zwischen dem Rotor und der Statorkammer ein Spiel, von 1 % des Rotordurchmessers auf, während das

12. 12. 1980 57 895/16

Spiel zwischen der Statorkammer und den entsprechenden Oberflächen der Scheiben vorteilhaft 3 % eier Statorkammerhöhe beträgt.

Der vom Statorkanal abgewickelte Querschnitt hat in einer zur Rotorachse senkrechten Sbene die allgemeine Form eines gleichschenkligen Trapezes, dessen lange Grundlinie der Einströmöffnung des Wassers entspricht und dessen verlängerte Schenkel einen Winkel von 87 mit der Grundlinie bilden. Die Turbine weist in dem Teil, der den Kanal durch die Düsen mit der Statorkammer verbindet, einen Abschnitt mit zwei Abschrägungen auf, die um 30 ^2і1:с Sbene der Grundflächen der Kammer geneigt sind.

Die Turbine v/eist eine gebogene Leitung auf, die in alle Richtungen eingestellt werden kann und mit einer Düse ausgestattet ist, die mit der axialen Wasserausströmöffnung verbunden ist.

Die Oberfläche des Innenabschnittes des Düsenendes ist mindestens 1,8mal so groß wie die Gesamtoberfläche der acht Wassereintrittsfenster in der durch die Düsen begrenzten Statorkammer.

Ausführungsbeisplel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Aufriß-Scb'nittansicht in verkleinertem Maßstab einer Turbine gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung;

Fig. 2: einen Schnitt durch eine Ebene senkrecht zur Achse des Rotors, wobei der Rotor weggelassen wurde;

12. 12. 1980 57 895/16

Fig. 3^: eine schematische Ansicht des Rotors, die die Schaufeln zeigt;

Fig. 4: ein Schema, das die- Anordnung der Schaufeln und des Einspritzkranzes zeigen soll.

Der Stator der in der Zeichnung dargestellten Turbine gesteht' aus einem Hauptkörper 1, der mit einem Flansch geschlossen ist, welcher am Körper 1 mit Hilfe der Schrauben 20 an seiner Peripherie befestigt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bildet der Körper 1 einen Kanal 3» <3er durch den Flansch 2 geschlossen wird und in 30 mit einer VVassereintrittsoffnung und einer flachen zylindrischen Kammer 4 versehen ist, die den Rotor 5 aufnimmt, dessen Y/elle б axial durch eine kreisförmige öffnung 7 auf dem Boden der Kammer 4 hindurchgeht und sich in dieser öffnung dreht. Die entgegengesetzte Seite des Rotors v/eist eine hohle Achse 8 auf, die sich in einem Lager 9 dreht, das durch den Mittelteil des Flansches 2 gebildet wird, und außen mit Gewinde versehen ist. Auf dem Lager 9 wiederum sitzt ein Sprengring 10, der zum Anschluß eines Rohrknies 11 dient, das in alle Richtungen gedreht werden kann und mit einer Düse 12 versehen ist.

Die kreisförmige Außenwand der Kammer 4 besteht in der beschriebenen bevorzugten Ausführungsart aus acht Abschnitten 41; 42; 43; 44; 45; 46; 47; 48, die. mit dem Körper 1 fest verbunden sind. Der Plansch 2 ist mittels Schrauben 13; auf dem Körper,1 befestigt. Diese Abschnitte, von denen jeder einen Winkel von 45° einnimmt, sind voneinander durch Schlitze 410; 420; 430; 440; 450; 460; 470; 480 getrennt, die oben durch den Flansch 2 geschlossen werden und die Wassereinspritzdüsen vom Kanal 3 ²^r Kammer 4 darstellen.

—б—

12. 12. 1980 57 895/16

Jede Einspritzdüse ist durch eine ebene Fläche, wie zum Beispiel 441 des Abschnitts 45 (Fig. 4), abgegrenzt, die um 45° zum entsprechenden Rotorradius geneigt ist, und durch eine zylindrische Oberfläche, z. B. 442, die sich an die innere und äußere zylindrische Oberfläche eines der Abschnitte, z. B. 44, anschließt.

Das abgewickelte Profil des Kanals 3 in einer Ebene senkrecht zur Achse des .Rotors hat die allgemeine Form eines gleichschenkligen Trapezes, dessen lange Basis der Öffnung 30 entspricht und dessen kurze Basis sich auf der Höhe der Einspritzdüse 480 befindet. Die verlängerten Seiten dieses Trapezes bilden einen Winkel von etwa 87 mit der langen Basis. In seinem Teil, der mit der zentralen Kanaer in Verbindung steht, hat der Kanal 3 eine gerade Teilstrecke (Fig. 1) mit zwei um 30° geneigte Abschrägungen 31; 32.

Der Rotor (Fig. 1, 3 und 4·) besteht aus zwei Scheiben 51; 52 mit einem Durchmesser, der deutlich gleich dem der Kammer 4 ist, wobei vorteilhafterweise ein Spiel von 1 % zwischen dem Durchmesser des Rotors und dem der Statorkammer vorzusehen ist. Zwischen den Scheiben sind vier Schaufeln 53» 54·; 55» 56 vorgesehen. Die untere Scheibe 52 ist mit keiner Öffnung versehen, während die obere Scheibe 51 die Basisöffnung für die hohle Welle 8 hat. Das heißt mit anderen Worten, daß· das Wasser, das durch eine Einspritzdüse I. (Fig. 4) eindringt, in einer Kammer arbeitet, die auf der Zutrittsseite durch zwei zylindrische Wandabschnitte der Kammer 4 des Stators und durch zwei Schaufeln abgegrenzt ist und auf der Austrittsseite zwischen den Enden der beiden Schaufeln in der Nähe der Öffnung der Welle 8, durch die es ausströmt, einmündet.

12. 12. 1980 37 895/16

Fig. 4 zeigt, daß man, wenn, der Rotor wie in dieser Figur veranschaulicht positioniert ist, für einen Radius R von 59,5 mm des Rotors mit dem Mittelpunkt 0 den Mittelpunkt O¹ der Schaufel 56 mit einem Innenradius von 41,5 Him und einem Außenradius von 45 mm bestimmt, inaem man ein recht-winkliges Dreieck 0 HO* zeichnet mit OH = 19 mm und HO' = 5 mm, was 00' = 19 mm 65 entspricht.

Allgemeiner gesagt müssen sich die vier Mittelpunkte der Kreisbögen, die die Schaufeln darstellen, vorzugsweise auf einem Kreisumfang mit dem Mittelpunkt 0 und dem Radius 0,33 R befinden. Diese vier Mittelpunkte befinden sich natürlich auf zv/ei orthogonalen Achsen.

In Fig. 4 wurde eine Position des Rotors betrachtet, bei der ein Ende A der Schaufel 56 zur gleichen Höhe führt wie die Unterkante der Austrittsöffnung einer Einspritzdüse, genauer gesagt, bei der der innere Kreisbogen der Schaufel an dem Punkt an die Statorwand anschließt, in dem diese durch die Gerade OHI.. geschnitten wird. Das andere Ende B der Schaufel 56 befindet sich dann auf einem Radius O¹B, so. daß der Winkel mit dem Mittelpunkt "ВОТТ deutlich 140° beträgt. Vorzugsweise ist das Ende, das A entspricht, ein Abschnitt der kreisförmigen Oberfläche parallel zur betreffenden Statoroberfläche, wobei das Spiel zwischen diesen Oberflächen etwa 1 % des Rotordurchmessers beträgt.

Der Radius der zylindrischen Oberfläche, zum Beispiel 442, jeder Einspritzdüse beträgt vorteilhafterweise 25 mm.

Gemäß einer wesentlichen Besonderheit der beschriebenen Vorrichtung und in der Position des Rotors, die in Fig. 4 dargestellt ist, wo die Innenwand des äußeren Endes jeder Schaufel an die innere Oberfläche der Kammer auf der Höhe

12. 12. 1980 57 895/16

einer Einspritzdüse von zweien anschließt, sind die Richtungen I^T. und I₂^p* ^^{e zu den e}b®ⁿeⁿ Wänden der Einspritzdüsen, parallel verlaufen, d. h., daß sie zu 01. und QIo um 45° geneigt sind, wobei I^ und Ip die Mittelpunkte der rechteckigen Fenster mit der Länge 10 mm und der Breite. 2 mm im beschriebenen Beispiel sind, durch die die Einspritzdüsen in die Kammer 4· münden, um 135° bzw. um 120° zu den Tangenten an der Schaufel in 1\, und Tp geneigt, wobei es sich um halbe Tangenten T. X^ ^ TpOC- handelt, die von rechts nach links verlaufen.

Zum Betreiben der soeben beschriebenen Turbine wird unter Druck, 0,3 bis 10 bar und vorzugsweise zum Beispiel 3 bis bar, Wasser durch die Öffnung 30* an die eine Motorpumpe angeschlossen ist, eingespritzt. Das Wasser dringt in jede Arbeitskammer über zwei Einspritzdüsen, jeweils i-ⁿ die Richtungen ΙηΤ^, und Ip^Tp» ^Θ*·^η· ^D^^{e eirts}P^recbenden Auftreffkräfte auf jede Schaufel haben in der in Fig. 4 dargestellten Position des Rotors Tangentialkomponenten, die jeweils wie T^X _л und TpOCp gerichtet sind. Daraus resultiert ein Moment in bezug auf den Mittelpunkt 0,. und der Rotor wird in Uhrzeigersinn in Drehbewegung versetzt.

Wan erkennt, daß die Schaufel 56 aufgrund dieser Rotation sofort nicht mehr den Aufprall des aus der Einspritzdüse Iy. ausgestoßenen Wasser^ empfängt, während sie jedoch weiterhin den Aufprall des aus der Einspritzdüse Ip ausgestoßenen Wassers empfängt und das aus der Einspritzdüse I„ ausgestoßene Wasser schon beginnt aufzuprallen, bis IpT₂ wiederum mit T."ЭЦ einen Winkel von 135° bildet. Gleichzeitig beginnt auf die Schaufel 53 eier aus der Sinspritsdüae I. ausgestoßene.Wasserst^rahl aufzutreffen, und zwar unter einem Winkel von deutlich 120° zur Tangente.

-¹O⁴

12. 12. 1980 57 895/16

Mit anderen Worten, die Winkel von 120° und 135° stellen deutlich den geringsten bzw. den höchsten Wert des varia-

blen*Winkels dar, den jeder der beiden Wasserstrahlen, die auf jede Schaufel ausgestoßen werden, mit der Tangente der Schaufel bildet. Des weiteren beträgt die Neigungsdifferenz der Strahlen ständig 15°.

"Von der Anmelderin ausgeführte Versuche haben erwiesen, daß die Leistung der Turbine schnell abnimmt, wenn der maximale Winkel ІЛ)75ГѴ vom kritischen Wert 135° abweicht. Wenn sich

oo

der besagte Winkel zum Beispiel von 135 auf 14-5 vergrößert, kann sich die Leistung um 30 % verringern, während sie sich um 40 % verringert, wenn der Winkel von 135 auf 125 abnimmt. Abgesehen von diesen Grenzen kann es sein, daß die Turbine in der Praxis nicht mehr funktioniert, da der Eotor blockieren kann.

Es wird darauf hingewiesen, daß der in die Einspritzdüse Іи in der Position von Fig. 4 eingespritzte Wasserstrahl sich nach dem Auftreffen auf die Schaufel teilt, und zwar in einen Teil, der direkt und schnell zum Kammerausgang abströmt, und einen Teil, der sich, wenn man so sagen darf, im engen Teil der Kammer verkeilt. Er· wirbelt auf der Stelle, und es besteht die Gefahr, daß er eine übermäßige Verlangsamung des Rotors bewirkt,wenn er einen zu großen Anteil des Strahls darstellt, was der Fall ist, wenn der maximale Winkel 135° deutlich übersteigt. Wenn hingegen der maximale Winkel deutlich unter 135° liegt,.verringert sich einerseits die Tangentialkomponente der Aufprallkraft des Strahls, andererseits nimmt der Teil des Strahls, der direkt zum Ausgang fließt, zu, so daß die Leistung schnell fällt. In der Praxis muß man sich an den Wert von 135° halten, und die Abweichung maß geringer als 5 '% bleiben.

12. 12. 1980 57 895/16

Durch die Versuche wurde auch festgestellt, daß der Wert des minimalen Aufprallwinkels in I- kritisch ist. Er darf von dem Wert 120° nicht um mehr als 10°, vorzugsweise 5°» abweichen. Wenn der minimale Winkel von den angegebenen Werten abweicht, treten die' gleichen Erscheinungen auf wie bei Abweichungen vom optimalen Wert des maximalen Winkels.

Vorzugsweise darf die Differenz zwischen den beiden Extrem-Wert 15° abweichen.

winkeln übrigens nicht um mehr als 1° vom kritischen

Die oben erwähnten Winkelwerte, die eine wesentliche Besonderheit der Srfindung darstellen, müssen auch dann noch die gleichen bleiben, wenn die Abmessungen der Turbine von den erwähnten abweichen oder wenn die Turbine mit anderen Drücken arbeitet.

Die Struktur der Turbine ist schließlich hauptsächlich gekennzeichnet durch die Anzahl der Schaufeln, die immer gleich vier ist , die Anzahl und Anordnung der Einspritzdüsen, acht Einspritzdüsen, deren Oberfläche so beschaffen ist, daß die Hauptrichtung des Strahls eine Neigung von deutlich 45° zum entsprechenden Radius des Stators hat, und deren Positionen 45 voneinander entfernt liegen, die Kreisbogenform der Schaufeln und die besagten Winke1-werte, deren wichtigster der-Wert von 135° ist, der oben definiert wurde.

Ss haben sich jedoch noch weitere Merkmale als wichtig erwiesen.

Das wichtigste dieser zusätzlichen Merkmale ist das Verhältnis zwischen dem äußeren Radius der Schaufeln und dem Radius des Sotors, dieses Verhältnis ist in der beschrie-

12. 12. 1980 57 6У5/16

benen bevorzugten Ausführungsart deutlich gleich 3:4. Es wird darauf hingewiesen, daß von diesem Verhältnis die mehr oder weniger trichterartige Form jeder der Arbeitskammern für das Wasser abhängt. Die optimale Ausströmung des Wassers steht weiterhin in Verbindung mit dem Wert (140°) des Winkels itö^U Alle im beschriebenen Beispiel angegebenen Dimensionen gelten natürlich bis auf eine Homo thetie.

An dieser Stelle sei darauf verwiesen, daß das oben angegebene Verhältnis zwischen den Radien praktisch die Position des Mittelpunkts O¹ bestimmt, wenn man den Radius des Rotors und die Werte für" den maximalen und den minimalen Winke ГіГГт.оС- und Т^гГСХ^" festgelegt hat. Dann muß

III i

III

с.

ein Kreisbogen, 2, B. 56 (Fig. 4), mit gegebenem Radius gezeichnet werden, der durch den bekannten Punkt I-, verläuft und die von einem Punkt ausgehenden Geraden mit bekannten

Positionen I^jTh und Ір^э *^{n zwe}·^ ^^{шік:ѣеп T}i bzw. ^ sehneiüet, so daß der Winkel "CJO^5p3O° beträgt und die Tangente ТД. an diesem Kreis senkrecht zu (X₁I,, steht.

Il ι ⁱ

Bin weiteres zusätzliches Merkmal ist das Vorhandensein eines Spiels, vorzugsweise von 1 % des Durchmessers des Rotors, zwischen diesem und der Statorkammer 4. Dieses Spiel läßt eine bestimmte Wassermenge von einer Arbeitskammer zur anderen passieren, und man stellt fest, daß die Leistung abnimmt, wenn man es in bezug auf den angegebenen Wert verringert oder vergrößert. Ein Spiel, vorzugsweise von deutlich 3 % der Höhe der Statorkammer, ist ebenfalls zwischen dieser und den gegenüberliegenden Seiten der Scheiben 51; 52 vorgesehen.- Dieses Spiel, das in Fig. 1 nicht gezeigt wird, gewährt das axiale Gleichgewicht des Rotors und verhindert ein Festklemmen, das sich insbesondere nachteilig auf die Leistung auswirken würde.

12. 12. 1980 57 895/1a

Ein weiteres zusätzliches Merkmal ist der Wert, er beträgt vorzugsweise 87°, des oben definierten Winkels für den Kanal 3. Auf diese Weise haben die Seitenwände dieses Kanals eine Neigung von 3° zur mittleren Richtung des .Wasserflusses, der in die Turbine eingelassen wird. Daraus resultieren eine gute Strömung des Wassers entlang der Wände des Kanals und eine allmähliche Verringerung der von den hintereinanderliegenden Einspritzdüsen zugelassenen Wassermengen, was sich schließlich günstig auf die Arbeitsweise auswirkt.

Ein weiteres zusätliches Merkmal besteht in dem Wert, er beträgt wie oben angegeben vorzugsweise 30 , des Winkels, den die Abschrägungen 31; 32 (Fig. 1) mit den unteren und oberen Wänden des Kanals 3 auf <3er Rotorseite bilden. Ss wurde festgestellt, daß diese Abschrägungen das Gleiten des Wassers und auch das axiale Gleichgewicht des Rotors verbessern.

Ein letztes Merkmal besteht in dem minimalen Vorzugswert des Verhältnisses zwischen der Oberfläche des Antriebs-»· Strahls, d. h. dem inneren Querschnitt des Endes der Düse 12 (Fig. 1), und der Gesamtoberfläche der acht Wassereintrittsfenster in der Statorkammer 4. Weiter oben wurde gesagt, daß jedes dieser Fenster in der beschriebenen Ausführungsart 10 mm χ 2 mm mißt, was eine Gesamtoberfläche von 160 mm ergibt. Es wurde festgestellt, daß der besagte innere Querschnitt vorzugsweise einen minimalen Querschnitt

von 180 % dieses Wertes, das sind wenigstens 238 mm , haben sollte. Im beschriebenen Beispiel handelt es sich um einen Kreis mit dem Durchmesser" 20 mm. Wenn diese Bedingung nicht beachtet wird, bremst der Gegendruck infolge des AusstrÖmens des Wasserstrahls durch die Düse den Rotor der Turbine ab.

12. 12. 1980 57 895/16

Man .wird feststellen, daß das Rohrknie 11 und die Düse weggelassen werden können, wenn man keinen Antriebseffekt bei dem Wasser der Einheit, die aus Turbine und zugeordneten Werkzeugen bestellt, erreichen will, ein Effekt, der ja durch den У/asserstrahl, der durch die Düse ausströmt, erreicht wird. Das Wasser strömt in diesem Falle frei aus.

Die beschriebene Turbine kann mit geringem Kostenaufwand hergestellt werden, wenn man formgepreßten Kunststoff verwendet. Ss 'versteht sich, daß verschiedene Form- und Diffiensionsänderungen an der Turbine vorgenommen werden können, ohne jedoch wesentlich von den Grenzen der oben angegebenen Bedingungen abzuweichen, die für eine richtige Arbeitsweise mit annehmbarer Leistung essentiell sind.

Claims

-AH-

12. 12. 1980 57 895/16

Erf indungsanspruch
1. Hydraulische Turbine mit einem Verteiler in Form eines Kanals obne Schaufeln, der mit den beweglichen Schaufeln eines Läufers mit vier Schaufeln durch Düsen in Verbindung steht, die aus Spalten gebildet werden, die zwischen den Teilen eines kreisförmigen Leitrades in doppelter Anzahl bezüglich der Schaufeln liegen, wobei das. Wasser axial zur Mitte der Rotorkammer entweicht, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaufeln ein kreisbogenförmiges Profil haben, die Teile des StatorIeitrades, die die Düsen begrenzen, jeweils eine Endfläche haben, die um genau zum entsprechenden Radius des Teiles des betrachteten Leitrades geneigt ist und für eine erste Düse einen Winkel von 135° rnit der Tangentialebene zur äußeren Oberfläche der entsprechenden Schaufel bildet, wenn diese sich in einer Stellung befindet, in der die angrenzende Schaufel an dem Punkt angelangt ist, wo sie mit der entsprechenden Düse zusammenwirkt.
2. Turbine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß diese in der genannten Schaufelstellung mit einer zweiten Düse zusammenwirkt, deren Endflächenebene mit der Tangentialebene einen Winkel von genau 120 zur äußeren Oberfläche der genannten Schaufel bildet.
3. Turbine nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Neigungsgefälle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strahlen, die auf die gleiche Schaufel wirken, unverändert genau 15° beträgt.

Λ· Turbine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis zv/isehen dem Außenradius-der Kreisbögen und dem Radius des Rotors genau 3 : 4 beträgt.
12. 12. 1980 57 895/16
5. Turbine nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittelpunkte der Kreisbögen auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt der Rotormittelpunkt ist und dessen Radius das O,33f&che äes Innenradius des Statorleitrades beträgt.
6. Turbine nach einem der Punkte 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß der Rotor zwei Scheiben mit einem etwas kleineren Durchmesser·als der Durchmesser der zentralen Statorkammer hat, zwischen den Scheiben vier Schaufeln befestigt sind, die so angeordnet sind, daß sie vier offene Wasserarbeitskammern jeweils mit' einem Ende angrenzend an eine axiale Ausströmöffnung bilden, wobei in dieser Stellung der Schaufel die Entfernung des Endes der angrenzenden Ausströmöffnung zum Durchmesser des senkrechten Rotors, zu dem es durch die Mitte der ersten Düse führt, etwa 12 mm bei einem Innenradius des Statorleitrades von 59,5 ram beträgt.
7. Turbine nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß diese ein Spiel von 1 % des Rotordurchmessers zwischen dem Rotor und der Statorkammer aufweist.
8. Turbine nach Punkt 6 oder 7₅ gekennzeichnet dadurch, daß diese ein Spiel von 3 % без? Statorkammerhöhe zwischen der Statorkammer und den entsprechenden Oberflächen der Scheiben aufweist.
9. Turbine nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß der vom Statorkanal abgewickelte Querschnitt in einer senkrechten Sbene zur Rotorachse die allgemeine Form eines gleichschenkligen Trapezes hat,

Ab
12. 12. 1980 57 895/16

dessen lange Grundlinie der Einströmöffnung des Wassers entspricht und dessen verlängerte Schenkel einen Winkel von 87° mit der Grundlinie bilden.
10. Turbine nach den Punkten 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß diese in dem Teil, der den Kanal durch die Düsen mit der Statorkammer verbindet,einen Abschnitt mit zwei Abschrägungen hat, die um
der Üammer geneigt sind.

schrägungen hat, die um 30° zur Ebene der Grundflächen
11. Turbine nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß diese eine gebogene Leitung aufweist, die in alle .Richtungen eingestellt werden kann und mit einer Düse ausgestattet ist, die mit der axialen Wasserausström——Öffnung verbunden ist.
12. Turbine nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche des Innenabschnittes des Düsenendes mindestens 1,8 mal so groß ist wie die Gesantoberfläche der acht Wassereintrittsfenster in der durch die Düsen begrenzten Statcrkammer.

Hiem. JLSeiien Zeichnungen